混凝土防冻剂浅谈

我国地域辽阔, 在长江中下游、东北、华北及内蒙古、青海、新疆等地, 冬季气温都在-5℃以下, 极端最低气温甚至接近-40℃。而当温度降低到0℃及0℃以下时, 存在于混凝土中的自由水开始结冰, 逐渐由液相 (水) 变为固相 (冰) 。浆体中的水, 或者浆体硬化后毛细孔中的水结冰, 直接后果是水结冰膨胀, 导致浆体涨裂, 间接后果是, 能参与水泥水化作用的水减少, 加之温度低, 水化作用减慢, 强度增长相应减慢。如果混凝土尚未建立初始强度, 或混凝土初始强度较低时内部水分结冰, 水泥水化作用基本停止, 强度就不再增长, 而结冰引起的冰晶压更容易破坏混凝土。如何保证负温下混凝土工程的进度和质量是一个值得关注的问题。在解决冬季混凝土施工的难题面前, 掺加混凝土防冻剂无论从经济效益还是从工程的可操作性方面考虑, 都是一个很好的选择。

1 混凝土防冻剂的定义

根据国家标准GB807-87定义如下:能使混凝土在负温下硬化, 并在规定的时间内达到足够防冻强度的外加剂。

根据行业标准JC475-2004定义如下:能使混凝土在负温下硬化, 并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂。

2 混凝土防冻剂的作用机理

防冻剂的作用机理因其品种不同而有所差别, 但总的来说, 主要通过以下几个方面来作用。

2.1 溶于水且降低水的冰点

如:无机化学物质中的氯化钠、氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙等;有机化学物质中的甲醇、尿素等。

2.2 既降低水的冰点, 又能破坏晶格构造, 降低水结冰引起的破坏程度

如:尿素, 甲醇等有机物。

2.3 促进水泥水化速率, 加快混凝土凝结、硬化

如:氯化钠、氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸钠、碳酸钠等。

2.4 降低水灰比, 减少拌合水用量

混凝土W/C降低, 用水量减少, 一方面可以增进早期强度的发展, 另一方面也相当于减少了混凝土内部可冻结的自由水。

2.5 适当引气, 缓冲冰涨压力

掺加适量引气组分, 可以使混凝土拌合过程中适当引入一些极性微气泡。这样, 既可以降低混凝土拌合物和硬化混凝土的导热系数又可以帮助降低混凝土内部水分结冰所产生的冰晶压力。

3 防冻剂的主要种类及适用范围

3.1

强电解质无机盐类防冻剂

3.2 水溶性有机化合物类防冻剂

水溶性有机化合物类防冻剂是指以某些醇类等水溶性有机化合物为防冻组分的外加剂, 主要包括低碳醇如甲醇、乙酸钠、尿素、氨水等。

该类防冻剂可用于素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土工程, 使用时还要注意含有硝铵、尿素等产生刺激性气味的防冻剂, 不能用于办公、居住等建筑工程。

3.3 有机化合物与无机盐复合类防冻剂

有机化合物—无机盐类复合防冻剂主要是以低碳类或尿素为有机组分, 复合各种无机盐组分, 由于能将有机、无机防冻剂的优势互补, 因此这是一类较理想的防冻剂。

3.4 复合型防冻剂

复合型防冻剂是复配了减水、引气、早强等组分的一大类新型防冻剂产品, 该类防冻剂产品因为掺量低, 从而降低了防冻剂对混凝土的负面影响;而且复配型防冻剂也避免了单组分防冻剂与混凝土其他组分的相容问题。

有机化合物与无机盐复合防冻剂及复合型防冻剂可用于素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土工程, 并应符合GB50119相关条款的规定。

4 结语

工程业飞速化的发展, 使得寒冷地区施工或冬季施工的要求也越来越高, 防冻剂的掺加是解决这一难题的有效手段, 只有深入了解了防冻剂的作用机理, 熟知其各种类的性质和适用范围, 才能使各类防冻剂得到高效的利用。

摘要：我国地域辽阔, 在东北、华北、西北地区气温长期偏低, 掺加防冻剂是保证负温下混凝土工程进度和质量的有效途径。本文分析了混凝土防冻剂的作用机理, 介绍了防冻剂的种类及各种类的适用范围。

关键词：混凝土,防冻剂,作用机理,适用范围

参考文献

[1] 阮承祥.混凝土外加剂及其工程应用[M].江西:江西科学技术出版社, 2008:291, 295～302.

[2] 施惠生, 孙振平, 邓恺.混凝土外加剂实用技术大全[M].北京:中国建材工业出版社, 2008:155, 158～159.

[3] 蒋亚清.混凝土外加剂应用基础[M].北京:化学工业出版社, 2004:162～163.